Проектирование поперечного профиля насыпи на основе расчета ее устойчивости

Определяем расчетные характеристики грунта насыпи и основания с учетом водонасыщения и подтопления

Определяют расчетные характеристики грунтов насыпи с учетом водонасыщения их в зоне подтопления. При этом учитывают, что при водонасыщении грунты существенно снижают прочностные характеристики и взвешиваются водой в затопленной зоне насыпи.

а) характеристики грунта тела насыпи выше границы подтопления, то есть выше кривой депрессии (слой 1) принимается по данным расчета плотности и по исходным данным.

(7)

где и – данные угла внутреннего трения грунта и сцепления грунта для тела насыпи из песка средней крупности, соответственно равны 39 и 1 т/м2.

б) характеристики грунта тела насыпи в зоне гравитационных вод (слой 2).

(8)

(9)

(10)

в) характеристики грунта основания насыпи (слой 3) берем из исходных данных с учетом водонасыщения в зоне затопления.

(11)

Значение коэффициента пористости грунта основания берется по ветви нагрузки компрессионной кривой грунта основания при нагрузке от собственного веса грунта насыпи под бермой низового откоса :

Для этого определяем напряжения от грунта бермы.

hбермы = 12,49 м

= gо-ср ´ hбермы (12)

= 19,4608´12,49 = 243,07 кПа

находим e¢¢¢ по компрессионной кривой (ветвь нагрузки)

(13)

(14)

Определяем высоту столбика грунта заменяющего вес верхнего строения пути ( РВС ) и поездную нагрузку ( РО )

(15)

Определение коэффициента устойчивости откоса насыпи

Намечаются точки, через которые пройдут возможные кривые обрушения. Подошва насыпи т.А и точка на основной площадке Б. Расчет ведется по кривой АБ .Находим центр кривой обрушения. Для этого соединяют точки А и Б прямой АБ и из середины отрезка середины отрезка восстанавливаем перпендикуляр, являющийся линией центра кривой обрушения. Затем проводят вспомогательную прямую под углом 36о к поверхности фиктивного столбика грунта. Точка О является точкой центра кривой обрушения. Из этого центра проводят дугу АБ радиусом R.

Полученный блок разбивают на отсеки шириной 5 м. В каждом отсеке определяют длины их оснований l, площади частей отсека угла и их синусы и косинусы. В площади включается эквивалентный столбик грунта.

При определении синуса угла sin необходимо иметь ввиду, что Х – это расстояние, замеряемое по горизонтали от середины основания отсека до вертикального радиуса R.

Коэффициент устойчивости К подсчитывается по формуле:

(16)

Коэффициент устойчивости 1< К < 1,5 следовательно, насыпь находится в зоне предельного равновесия. Расчеты проводятся в табличной форме (табл.4).

Сопротивление грунта сдвигу оценивается коэффициентом устойчивости насыпи при динамическом состоянии грунта Кдин:

Кдин = (17)

где – коэффициент динамики, принимаемый 1,07;

– коэффициент ответственности сооружения, для линии I категории = 1,20;